فیلتر روغن/روغن

فیلتر روغن/روغن فیلتری است که برای حذف آلاینده ها از روغن موتور، روغن انتقال، روغن روان کننده یا روغن هیدرولیک طراحی شده است. کاربرد اصلی آنها در موتورهای احتراق داخلی برای وسایل نقلیه موتوری (هم داخل و هم خارج از جاده)، هواپیماهای موتوردار، لوکوموتیوهای راه آهن، کشتی ها و قایق ها و موتورهای ساکن مانند ژنراتورها و پمپ ها است. سایر سیستم های هیدرولیک خودرو، مانند سیستم های گیربکس اتوماتیک و فرمان برقی، اغلب به فیلتر روغن مجهز هستند. موتورهای توربین گاز، مانند موتورهای هواپیمای جت نیز نیاز به استفاده از فیلتر روغن دارند. فیلترهای روغن در انواع مختلفی از ماشین آلات هیدرولیک استفاده می شوند. خود صنعت نفت از فیلترهایی برای تولید روغن، پمپاژ روغن و بازیافت روغن استفاده می کند. فیلترهای روغن موتور مدرن معمولاً «فول جریان» (در خط) یا «بای پس» هستند.

تاریخ

تاریخچه Oil/Lube Filter گواهی بر اهمیت حفظ پاکیزگی و عملکرد موتور است. از روزهای ابتدایی صفحه نمایش ها و صافی ها تا فیلترهای چرخشی مدرن و فناوری های پیشرفته فیلتراسیون، فیلترهای روغن در طول زمان به طور قابل توجهی تکامل یافته اند. همانطور که صنعت خودرو به رشد و تکامل خود ادامه می دهد، فناوری مورد استفاده برای کارکرد روان و کارآمد موتورها نیز ادامه خواهد داشت.

تحولات اولیه

فیلترهای اولیه: در روزهای اولیه موتورهای خودرو، فیلتر روغن اختصاصی وجود نداشت. در عوض، از صفحه های ساده یا صافی برای حذف ذرات بزرگ از روغن استفاده شد. این دستگاه های اولیه ابتدایی بودند و اغلب در از بین بردن آلاینده های ریزتر بی اثر بودند.

پیشرفت: با پیشرفت تکنولوژی موتور، نیاز به فیلتراسیون روغن کارآمدتر آشکار شد. سیستم های روغن موتورهای اولیه به تدریج بهبود یافتند تا مکانیسم های فیلتراسیون بهتری را شامل شوند.

مراحل کلیدی

فیلترهای جریان کامل: فیلترهای روغن با جریان کامل، که تمام روغنی که در موتور جریان دارد را فیلتر می کنند، به عنوان یک پیشرفت قابل توجه نسبت به طراحی های قبلی ظاهر شدند. این فیلترها برای حذف طیف وسیع تری از آلاینده ها، بهبود عملکرد و طول عمر موتور طراحی شده اند.

فیلترهای چرخشی: یک پیشرفت بزرگ در سال 1954 زمانی که WIX فیلتر روغن چرخشی را اختراع کرد، رخ داد. این طرح تعویض فیلتر روغن را متحول کرد و آن را به یک فرآیند سریع و آسان تبدیل کرد. فیلتر چرخشی یک واحد مستقل است که می توان آن را به راحتی جدا کرد و با بازکردن آن از بلوک موتور آن را تعویض کرد. این طراحی به استاندارد اکثر وسایل نقلیه مدرن تبدیل شده است.

پیشرفت های تکنولوژیکی

مواد و طراحی: با گذشت زمان، مواد مورد استفاده در فیلترهای روغن بهبود قابل توجهی یافته است. فیلترهای اولیه از مش فلزی یا کاغذ ساخته می شدند، اما فیلترهای مدرن اغلب از مواد مصنوعی استفاده می کنند که کارایی و دوام بهتری در فیلتراسیون ارائه می دهند. طراحی فیلترها نیز تکامل یافته است و بسیاری از فیلترهای مدرن دارای کاغذ چین دار یا مواد مصنوعی هستند که سطح بیشتری را برای جذب آلاینده ها فراهم می کند.

کارایی و دوام: فیلترهای روغن مدرن به گونه ای طراحی شده اند که حتی کوچکترین ذرات را از روغن پاک می کنند و از عملکرد روان و کارآمد موتور اطمینان می دهند. آنها همچنین برای مقاومت در برابر شرایط سخت داخل موتور ساخته شده اند و عملکرد طولانی مدت را تضمین می کنند.

روندهای صنعت

رشد بازار: بازار جهانی فیلتر روغن به دلیل افزایش تقاضا برای خودرو و نیاز به تعمیر و نگهداری منظم به طور پیوسته در حال رشد بوده است. با افزایش تعداد وسایل نقلیه در جاده ها، تقاضا برای فیلتر روغن نیز افزایش می یابد.

نوآوری: تولیدکنندگان به طور مداوم در حال نوآوری برای بهبود عملکرد و کارایی فیلترهای روغن هستند. این شامل توسعه فن‌آوری‌های جدید فیلتراسیون، مانند رسانه‌های نانوالیافی است که می‌تواند ذرات کوچک‌تر را از روغن حذف کند.

نگرانی‌های زیست‌محیطی: با افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، تولیدکنندگان نیز بر روی توسعه فیلترهای روغنی متمرکز شده‌اند که سازگارتر با محیط‌زیست باشند. این شامل استفاده از مواد قابل بازیافت و طراحی فیلترهایی است که به راحتی می توان آنها را دور انداخت یا بازیافت کرد.

شیرهای کاهش فشار

اکثر سیستم‌های روغن‌کاری تحت فشار دارای یک شیر کاهش فشار بیش از حد هستند که به روغن اجازه می‌دهد در صورت محدودیت جریان بیش از حد از فیلتر عبور کند تا از موتور در برابر گرسنگی روغن محافظت شود. در صورت گرفتگی فیلتر یا غلیظ شدن روغن در اثر هوای سرد ممکن است بای پس فیلتر اتفاق بیفتد. شیر کاهش فشار بیش از حد اغلب در فیلتر سوخت/دیزل گنجانده می شود. فیلترهایی که به گونه‌ای نصب می‌شوند که روغن تمایل به تخلیه از آن‌ها داشته باشد، معمولاً یک سوپاپ ضد تخلیه برای نگه داشتن روغن در فیلتر پس از خاموش شدن موتور (یا سایر سیستم‌های روان‌کاری) تعبیه می‌کنند. این کار برای جلوگیری از تاخیر در افزایش فشار روغن پس از راه اندازی مجدد سیستم انجام می شود. بدون دریچه ضد تخلیه، روغن تحت فشار باید قبل از حرکت به سمت قسمت های کار موتور، فیلتر را پر کند. این وضعیت می تواند باعث سایش زودرس قطعات متحرک به دلیل کمبود اولیه روغن شود.

انواع فیلتر روغن

مکانیکی

طرح های مکانیکی از یک عنصر ساخته شده از مواد حجیم (مانند ضایعات پنبه) یا کاغذ فیلتر پلیسه دار برای به دام انداختن و جداسازی آلاینده های معلق استفاده می کنند. همانطور که مواد روی (یا درون) محیط فیلتراسیون جمع می شوند، جریان روغن به تدریج محدود می شود. این نیاز به تعویض دوره ای عنصر فیلتر (یا کل فیلتر، اگر عنصر جدا قابل تعویض نباشد) دارد.

کارتریج و چرخش

عنصر فیلتر کاغذی جایگزین برای JCB

فیلترهای اولیه روغن موتور از ساختار کارتریج (یا عنصر قابل تعویض) بودند که در آن یک محفظه دائمی حاوی یک عنصر فیلتر یا کارتریج قابل تعویض است. محفظه یا مستقیماً روی موتور نصب می شود یا از راه دور با لوله های تغذیه و برگشت که آن را به موتور متصل می کند. در اواسط دهه 1950، طراحی فیلتر روغن چرخشی معرفی شد: یک محفظه و مجموعه المنت مستقل که قرار بود از پایه آن باز شود، دور انداخته شود و با یک دستگاه جدید جایگزین شود. این باعث شد تعویض فیلتر راحت تر و به طور بالقوه کمتر کثیف تر شود و به سرعت به نوع غالب فیلتر روغن نصب شده توسط خودروسازان جهان تبدیل شد. کیت های تبدیل برای وسایل نقلیه ای که در اصل مجهز به فیلترهای کارتریجی بودند ارائه شد. در دهه 1990، خودروسازان اروپایی و آسیایی به طور خاص شروع به تغییر جهت به نفع ساخت فیلتر با عنصر قابل تعویض کردند، زیرا با هر تعویض فیلتر زباله کمتری تولید می کند. خودروسازان آمریکایی نیز شروع به روی آوردن به فیلترهای قابل تعویض با کارتریج کرده‌اند و کیت‌های مقاوم‌سازی برای تبدیل از فیلترهای چرخشی به فیلترهای کارتریجی برای کاربردهای رایج ارائه می‌شوند. فیلترهای روغن خودروهای تجاری موجود در طراحی، مواد و جزئیات ساخت متفاوت هستند. آنهایی که از مواد کاملا مصنوعی ساخته شده اند، به جز سیلندرهای تخلیه فلزی موجود در داخل، بسیار برتر و ماندگارتر از نوع سنتی مقوا/سلولز/کاغذ هستند که هنوز غالب هستند. این متغیرها بر کارایی، دوام و هزینه فیلتر تأثیر می گذارد.

فیلتر روغن موتور سیکلت در Kawasaki W175. قدیمی (چپ) و جدید (راست).

مغناطیسی

فیلترهای مغناطیسی برای جذب ذرات فرومغناطیسی از آهنربای دائمی یا الکترومغناطیسی استفاده می کنند. یکی از مزیت های فیلتراسیون مغناطیسی این است که نگهداری فیلتر به سادگی نیازمند تمیز کردن ذرات از سطح آهنربا است. گیربکس های اتوماتیک در وسایل نقلیه اغلب دارای آهنربا در ظرف مایع هستند تا ذرات مغناطیسی را جدا کرده و عمر فیلتر سیال نوع رسانه ای را طولانی تر کند. برخی از شرکت‌ها آهن‌رباهایی تولید می‌کنند که به بیرون فیلتر روغن یا شاخه‌های تخلیه مغناطیسی متصل می‌شوند - که اولین بار در اواسط دهه 1930 برای ماشین‌ها و موتورسیکلت‌ها اختراع و ارائه شد - تا به جذب این ذرات فلزی کمک کنند، اگرچه بحث‌های مداومی در مورد اثربخشی وجود دارد. از چنین دستگاه هایی

رسوب گذاری

فیلتر بستر ته نشینی یا گرانشی به آلاینده های سنگین تر از نفت اجازه می دهد تا تحت تأثیر گرانش در کف ظرف ته نشین شوند.

گریز از مرکز

پاک کننده روغن سانتریفیوژ یک دستگاه ته نشینی چرخشی است که از نیروی گریز از مرکز به جای گرانش برای جدا کردن آلاینده ها از روغن استفاده می کند، مانند هر سانتریفیوژ دیگر. روغن تحت فشار وارد مرکز محفظه می شود و به صورت آزاد به روتور درام می رود تا روی یاتاقان بچرخد و آب بندی شود. روتور دارای دو نازل جت است که برای هدایت یک جریان روغن به محفظه داخلی برای چرخش درام تنظیم شده اند. سپس روغن به پایین دیواره محفظه می لغزد و ذرات آلاینده روغن را به دیواره های محفظه چسبانده است. محفظه باید به طور دوره ای تمیز شود، در غیر این صورت ذرات به قدری انباشته می شوند که مانع از چرخش درام شوند. در این شرایط روغن بدون فیلتر دوباره به گردش در می آید. مزایای سانتریفیوژ عبارتند از: (1) اینکه روغن تمیز شده ممکن است از هر آبی که سنگین تر از روغن است، در ته نشست می شود و می تواند تخلیه شود (به شرطی که آب با روغن امولسیون نشده باشد) جدا شود. و (ii) احتمال مسدود شدن آنها بسیار کمتر از فیلترهای معمولی است. اگر فشار روغن برای چرخاندن سانتریفیوژ کافی نباشد، در عوض ممکن است به صورت مکانیکی یا الکتریکی رانده شود.

توجه: برخی از فیلترهای اسپین آف به عنوان سانتریفیوژ توصیف می شوند، اما آنها سانتریفیوژ واقعی نیستند. در عوض، روغن به گونه ای هدایت می شود که یک چرخش گریز از مرکز وجود دارد که به آلاینده ها کمک می کند تا به قسمت بیرونی فیلتر بچسبند.

راندمان بالا (HE)

فیلترهای روغن با راندمان بالا نوعی از فیلترهای بای پس هستند که ادعا می شود فواصل تخلیه روغن طولانی را امکان پذیر می کنند. فیلترهای روغن HE معمولا دارای اندازه منافذ 3 میکرومتر هستند که مطالعات نشان داده است که سایش موتور را کاهش می دهد. برخی از ناوگان توانسته اند فواصل تخلیه خود را تا 5-10 برابر افزایش دهند.